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LCL-S 型 ICPT 系统的电能与信号同步传输技术

Power and Data Synchronous Transmission Technologies for LCL-S Type ICPT System

【作 者】代林

【摘 要】

感应耦合电能传输(Inductively Coupled Power Transfer, ICPT)技术是一种借助高频电磁场,通过磁耦合机构并基于电磁感应原理实现电能无线传输的技术。

近年来,因该技术具有灵活、可靠、简洁的电能传输优点,在国内外得到了广泛地研究,并成功应用于电动汽车、机器人、生物医电、家用电器等领域。随着 ICPT技术研究的深入,磁耦合机构原副边的信号通信成为决定 ICPT 系统性能的关键技术之一,成为该领域的又一研究热点。

本文以 LCL-S 型 ICPT 系统为研究对象,结合系统对原副边信号通信的需求,提出一种在不影响电能功率传输、实现信号全双工通信的解决方案,并分别研究了信号的正向传输、反向传输。针对信号的正向传输,基于电能频率调制技术实现了系统能量与信号的正向

同步传输。首先针对本文研究拓扑得出系统等效模型,然后结合负载电压增益特性及切换频率选择策略实现了恒功率电能传输条件下的信号正向传输,最后对系统能量与信号传输特性进行了分析。

针对信号的反向传输,基于载波调制原理,采用信号并联注入、串联拾取的方式实现了系统能量与信号反向同步传输。首先分析了载波调制原理中对信号传输产生影响的关键因素;然后针对本文研究拓扑得出系统电能与信号传输通道,并对系统部分参数取值进行了优化设计;最后阐述了信号调制单元与信号解调单元的工作原理与电路设计。

结合理论研究与仿真分析,本文搭建了基于所提方案的硬件测试平台,以验证本文所提解决方案的有效性。仿真结果和实验结果均证实了方案的可行性。

【关键词】感应耦合电能传输(ICPT);电能与信号同步传输;全双工通信;电压增益特性

【下 载】 (浏览214次)